小豆種質(zhì)資源鑒定與評(píng)價(jià)

高運(yùn)青， 李姝彤， 鄭麗珍， 趙 芳， 尚啟兵， 徐東旭

(張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河北 張家口 075000)

小豆起源于中國(guó)，已有2 000多年的栽培歷史，是中國(guó)種植的主要食用豆類之一，年種植面積在23.3萬hm2左右，主要集中在東北、華北及西北地區(qū)[1]。中國(guó)是世界上最大的小豆出口國(guó)，年出口量達(dá)4萬～8萬t，以天津紅小豆、唐山紅小豆、東北大紅袍、寶清紅等最具盛名，產(chǎn)品主要銷往日本、韓國(guó)、新加坡、馬來西亞和歐美諸國(guó)，其中日本年進(jìn)口量在3萬t左右，占紅豆進(jìn)口量的95%[2]。小豆經(jīng)濟(jì)價(jià)值居五谷雜糧之首，故有“金豆”之美稱。冀西北地區(qū)多丘陵山坡地、退耕還林地，干旱少雨，小豆成了農(nóng)戶的首選作物之一，年種植面積在1萬hm2左右。本研究擬對(duì)不同來源的23份小豆種質(zhì)資源，借鑒已有對(duì)綠豆資源的評(píng)價(jià)方法[3-4]，進(jìn)行田間農(nóng)藝性狀及抗逆性的鑒定與評(píng)價(jià)，以期篩選出適宜冀西北地區(qū)種植的優(yōu)異品種，同時(shí)選擇具有優(yōu)異性狀的材料作為親本用于育種研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料

小豆種質(zhì)資源23份，由國(guó)家食用豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系各崗位和試驗(yàn)站提供，詳見表1。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年5月在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院壩下試驗(yàn)基地進(jìn)行。該基地位于河北省張家口市宣化區(qū)沙嶺子鎮(zhèn)，北緯40°41′，東經(jīng)114°50′，海拔646 m，年平均氣溫7.0 ℃，年降水量409 mm。試驗(yàn)地土質(zhì)為沙壤土，基礎(chǔ)養(yǎng)分為堿解氮48.9 mg·kg-1，速效磷25.2 mg·kg-1，速效鉀82.6 mg·kg-1，pH值為8.32。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)定方法

試驗(yàn)小區(qū)面積12 m2(長(zhǎng)6 m，寬2 m)，行距40 cm，株距20 cm，隨機(jī)排列，3次重復(fù)。栽培管理同大田。記載各品種的生育期、抗病性及抗倒伏性。收獲前，選取每小區(qū)中間行的10株進(jìn)行考種，測(cè)定株高、主莖分枝、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、莢長(zhǎng)、單莢粒數(shù)、百粒重等。調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)參見《小豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[3]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel 2007軟件計(jì)算各農(nóng)藝性狀的變異，用SPSS 20.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 描述性統(tǒng)計(jì)分析

由表2可知，株高的變異系數(shù)最大，在32.3～104.3 cm之間，變異系數(shù)25.52%；其次是主莖分枝在2.2～5.1個(gè)之間，變異系數(shù)為23.69%；百粒重在9.8～20.5 g之間，變異系數(shù)為21.13%；單株莢數(shù)在20.5～40.0個(gè)之間，變異系數(shù)為18.92%；產(chǎn)量在1 314.0～2 744.6 kg·hm-2之間，變異系數(shù)為16.52%；主莖節(jié)數(shù)和生育日數(shù)的變異系數(shù)最小。

表2 描述性統(tǒng)計(jì)分析

2.2 相關(guān)性分析

表3表明，產(chǎn)量與株高呈極顯著負(fù)相關(guān)，與主莖節(jié)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別是0.64和0.41；產(chǎn)量與百粒重顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)是0.47；株高與主莖分枝和主莖節(jié)數(shù)達(dá)極顯著正相關(guān)；百粒重與單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與莢長(zhǎng)顯著正相關(guān)。

表3 各性狀相關(guān)性分析

2.3 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量分析

由表4可以看出，產(chǎn)量排在前三名的品種有1212-4、0921反-1-4-2-3-1和遼紅12814，產(chǎn)量分別為2 744.6 kg·hm-2、2 705.7 kg·hm-2和2 533.5 kg·hm-2；往后依次為白紅9號(hào)、品紅2013-161、0001-17-6-3-1-4-2-1、品紅2014-166、THM 2011-28、122-080和吉紅12號(hào)。

表4 小豆種質(zhì)的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量

單株莢數(shù)較多的品種有白紅11號(hào)、122-080、白紅9號(hào)等；百粒重較大的有保紅201206-5、0921反-1-4-2-3-1、0001-17-6-3-1-4-2-1、唐紅201210-42和吉紅12號(hào)；從商品性看，0921反-1-4-2-3-1、1212-4和品紅2014-166的籽粒顏色鮮艷、光澤度好、大小整齊一致。這些具有優(yōu)異性狀的資源都可作為親本用于育種研究。

2.4 抗逆性分析

在23份小豆種質(zhì)資源中，除122-080和白紅9號(hào)有病毒病外，其余品種未發(fā)生病害。在抗倒伏性鑒定中，保紅201219-1和渝紅豆4號(hào)為蔓生品種外，其余品種均為直立型品種。其中，吉紅14號(hào)、0001-17-6-3-1-4-2-1、保紅201206-5、白紅12號(hào)、122-080、白紅9號(hào)抗倒伏性強(qiáng)；吉紅13號(hào)、0921反-1-4-2-3-1、白紅11號(hào)、唐紅201210-42、THM 2011-28、012-25、品紅2013-161、冀紅352、保紅947抗倒伏性中；吉紅12號(hào)、同1133911、遼紅12814、1212-4、渝紅豆5號(hào)、品紅2014-166抗倒伏性弱。

2.5 聚類分析

將23份小豆種質(zhì)的主要性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，用歐氏距離和離差平方和法進(jìn)行系統(tǒng)聚類(圖1)。在歐氏距離6.47時(shí)，23份小豆種質(zhì)資源分為四類。第一類包括12份材料，其特征是生育日數(shù)和株高適中，主莖分枝相對(duì)較少，莢長(zhǎng)較長(zhǎng)，百粒重較高；第二類包括7份材料，其特征是百粒重較低，株高、主莖分枝及單株莢數(shù)適中；第三類包括2份材料，其特征是株高較矮，主莖分枝較少，主莖節(jié)數(shù)少，莢長(zhǎng)較短，百粒重較低；第四類包括2份材料，其特征是生育日數(shù)較長(zhǎng)，株高較高，主莖節(jié)數(shù)多，產(chǎn)量較低。

圖1 系統(tǒng)聚類分析

3 結(jié)論與討論

本研究對(duì)23份小豆種質(zhì)資源的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀進(jìn)行了描述性統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，株高和主莖分枝變異系數(shù)較大，生育日數(shù)變異系數(shù)最小。同時(shí)進(jìn)行了聚類分析，在歐氏距離6.47時(shí)，23份小豆種質(zhì)資源分為四類，既有莢長(zhǎng)較長(zhǎng)，百粒重較高的材料(系統(tǒng)聚類第一類)，百粒重較低的材料(系統(tǒng)聚類第二類)，又有株高較矮，主莖分枝較少，主莖節(jié)數(shù)少，莢長(zhǎng)較短，百粒重較低的材料(系統(tǒng)聚類第三類)，生育日數(shù)較長(zhǎng)，株高較高，主莖節(jié)數(shù)多，產(chǎn)量較低的材料(系統(tǒng)聚類第四類)。這些種質(zhì)資源可作為親本用于小豆定向育種研究。

相關(guān)性分析結(jié)果表明，產(chǎn)量與株高極顯著負(fù)相關(guān)，與主莖節(jié)數(shù)顯著負(fù)相關(guān)，與百粒重顯著正相關(guān)；株高與主莖分枝和主莖節(jié)數(shù)達(dá)極顯著正相關(guān)；百粒重與單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與莢長(zhǎng)顯著正相關(guān)。明確各性狀之間以及各性狀對(duì)產(chǎn)量的影響和制約，對(duì)指導(dǎo)小豆育種研究意義重大。

產(chǎn)量排在前十名的品種有1212-4、0921反-1-4-2-3-1、遼紅12814、白紅9號(hào)、品紅2013-161、0001-17-6-3-1-4-2-1、品紅2014-166、THM 2011-28、122-080和吉紅12號(hào)。結(jié)合抗病性、抗倒伏性及商品性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，較好的品種有0921反-1-4-2-3-1、品紅2013-161、0001-17-6-3-1-4-2-1、122-080和THM 2011-28，可于生產(chǎn)上進(jìn)行示范推廣。其他幾個(gè)品種雖然產(chǎn)量高或者商品性好，但由于抗倒伏性弱或者抗病性弱，沒有入選，可進(jìn)一步改良。